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如图14所示,水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到圆心的距离为r,物体A通过轻绳与物体B相连,B与A质量相同.若物体A与转盘间的动摩擦因数为μ,则转盘转动的角速度ω在什么范围内,物体A才能随盘转动?

图14

答案

解析:当A将要沿圆盘向外滑动时,A所受的最大静摩擦力指向圆心,此时A做圆周运动所需的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力,即F+Ffm=mrω12

由于B静止,则F=mg②

又因为Ffm=μFN=μmg③

由①②③式可解得:ω1=

当A要沿圆盘向圆心滑动时,A所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为:

F-Ffm=mrω22

由②③④式可解得:ω2=

    故要使A随圆盘一起转动,其角速度应满足≤ω≤.

答案:≤ω≤

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